土壤-植物养分循环过程受均质化过程（降雨淋溶迁移和耕作）和异质化过程（非均匀分布群落的吸收和表层养分富集的“肥岛”效应）两类生态学因素的叠加影响,具有一定的空间变异和空间依赖特性,这种特性随植被群落的演替会发生变化。且因不同养分元素的吸收-富集-释放-淋溶迁移等养分循环中的生态学过程的空间非均匀性,使得不同养分在不同土层也具有不同的空间变异特性。据此,本文选取内蒙古高原砒砂岩区的3个不同年限退耕群落（12 a、25 a、38 a;分别为苜蓿Medicago Sativa+艾蒿Artemisia argyi+大针茅Stipa grandis、达乌里胡枝子Lespedeza davurica+旱芦苇Phragmites communis、大针茅Stipa grandis+冷蒿Artemisia frigida群落）,采用随机非规则群落尺度上的地学空间采样方法,测定了0-20 cm和20-40 cm土层的C、N、P养分和植物群落地上生物量及其C、N、P元素,计算了土壤和植物群落的C:N、C:P、N:P化学计量比,应用地统计学和Mantel偏相关分析相结合的方法,分析了表层土壤（0-20 cm）、亚表层土壤（20-40 cm）的C、N、P及C:N、C:P、N:P化学计量比,和植物群落地上生物量、群落C、N、P及C:N、C:P、N:P化学计量比的空间变异特征;群落地上生物量的自相关特征,及其与土壤养分的空间依赖性。比较不同演替阶段群落土壤和群落C、N、P和C:N、C:P、N:P的空间变异、空间自相关和空间依赖性特征,探讨其变化趋势和群落尺度上植被空间分布格局的演化机制。研究主要取得了如下结果:（1）土壤亚表层C、N、P和化学计量比的变异系数均大于表层土壤。土壤C、N、P的空间总变异在退耕12年样地最大,化学计量比的空间总变异在退耕25年时有最大值。对土壤C、N、P及化学计量比进行半方差函数模拟,发现其模型较好的符合高斯模型、指数模型、球状模型。土壤C、N、P和化学计量比的结构方差与基台值的比值均大于50%,表示土壤C、N、P含量和化学计量比的空间变异主要为结构性变异,且具有较好的空间自相关。垂直方向上看,表层土壤全碳的空间自相关大于亚表层土壤,亚表层全氮和全磷的空间自相关大于表层;表层土壤C:N的空间自相关大于亚表层,亚表层C:P和N:P的空间自相关大于表层。（2）退耕25年群落全碳的变异系数为4.17%,退耕38年群落全碳的变异系数为5.35%,退耕12年群落全碳的半方差函数模型为线性模型,3个群落全碳的空间变异程度都比较低。退耕38年群落全氮的半方差函数模型为线性模型,表示该群落的取样尺度不在群落空间自相关的尺度之内,退耕12年群落和退耕25年群落全氮的结构方差与基台值的比值分别为94.5%、99.9%,该群落全氮的空间变异主要为结构性变异,且具有强烈的空间自相关。3个群落全磷的结构方差与基台值的比值分别为99.9%、74.8%、98.7%,群落全磷具有较好的空间自相关。（3）退耕38年群落的C:N和N:P的半方差模型为线性模型,表示该群落的取样尺度不在群落空间自相关的尺度之内。结构方差与基台值的比值显示,退耕12年群落的化学计量比具有较好的空间自相关,退耕25年群落的化学计量比具有中等的空间自相关。（4）不同退耕年限的3块样地群落-土壤（表层和亚表层）C、N、P和化学计量比均具有不同的变程,说明群落-土壤C、N、P养分含量及化学计量比的空间自相关程度不同,在不同尺度下起作用。（5）不同退耕年限下群落显著性的自相关均表现为正相关关系,群落地上部分生物量的空间异质性是自相关和他相关共同作用的结果。群落地上部分生物量的空间异质性的影响机制,小尺度下偏向于群落的自相关过程,大尺度下偏向于土壤C、N、P的他相关过程。